《Aggregate》：Rational Design Principles for Cell Membrane Coating of Nanoparticles
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细胞膜包覆通过将天然膜的生物学功能与合成纳米颗粒（nanoparticles, NPs）的可调性能相结合，为药物递送提供了一种仿生策略。包覆过程会影响膜覆盖度以及所得颗粒的生物学性能，因此选择合适的包覆方法十分重要。尽管挤出法和超声法被广泛使用，但纳米颗粒性质
细胞膜包覆通过将天然膜的生物学功能与合成纳米颗粒（nanoparticles, NPs）的可调性能相结合，为药物递送提供了一种仿生策略。包覆过程会影响膜覆盖度以及所得颗粒的生物学性能，因此选择合适的包覆方法十分重要。尽管挤出法和超声法被广泛使用，但纳米颗粒性质如何决定二者的相对表现仍未得到充分理解，方法选择主要依赖经验。研究人员在此考察了脂质纳米颗粒（lipid nanoparticles, LNPs）、聚合物纳米颗粒（polymeric nanoparticles, PNPs）和二氧化硅纳米胶囊（silica nanocapsules, SNCs）中药物载量、有效刚度与表面疏水性之间的相互作用。在细胞摄取和完全包覆测定中，硬SNCs倾向于超声法，而软SNCs倾向于挤出法。在表观杨氏模量相近时，疏水性更强的PLGA纳米颗粒在细胞摄取中倾向于挤出法，而亲水性更强的PLGA–PEG纳米颗粒倾向于超声法。尽管在PNP载药系列中观察到有效刚度增加，但提高硼替佐米（bortezomib, BTZ）载量仍使有机制剂的选择转向挤出法。在高载量下，挤出法提高了LNP的完全包覆比例并降低了PNP的巨噬细胞摄取，而PNP的完全包覆比例在两种方法间相当。这些互补比较支持研究人员的解释：在所研究的有机体系中，表面疏水性可以超越与刚度相关的方法偏好。综上，这些发现为基于制剂组成、有效刚度和界面性质选择包覆方法提供了一个框架，并将包覆完整性和生物学性能作为互补的评价标准。
细胞膜包覆（cell membrane coating）是一种将天然细胞膜与合成纳米颗粒（nanoparticles, NPs）结合的药物递送仿生策略，可赋予NPs肿瘤靶向、免疫逃逸和长循环等特性。包覆过程直接影响膜覆盖度与最终颗粒的生物学性能，因此挤出法（extrusion）与超声法（sonication）的选择至关重要。然而，目前尚缺乏将NP核心性质与最佳包覆方法关联的系统框架，方法选择大多依赖经验。药物载量是实际可调的制剂变量，可显著改变NPs的尺寸、刚度和表面化学。为弥补这一空白，研究人员利用顺序纳米沉淀技术制备低载量与高载量的脂质纳米颗粒（LNPs）和聚合物纳米颗粒（PNPs），并引入硬/软二氧化硅纳米胶囊（SNCs）和PLGA/PLGA–PEG模型，以区分有效刚度与表面化学的贡献。该研究发表于《Aggregate》。
研究人员以4T1小鼠乳腺癌细胞膜为膜源，对低载量和高载量BTZ的LNPs与PNPs分别采用挤出法和超声法制备细胞膜包覆纳米颗粒（NP@CM），系统评价包覆完整性、细胞摄取、同型靶向、免疫逃逸及细胞毒性。结果显示，低载量有机制剂在超声处理后获得更高的完全包覆比例和更好的细胞摄取；高载量制剂则转向偏好挤出法。硬SNCs在超声后表现更好，软SNCs在挤出后表现更好；在表观杨氏模量相近时，疏水PLGA NPs偏好挤出，亲水PLGA–PEG NPs偏好超声。互补比较表明，表面疏水性可超越刚度相关的方法偏好。该研究最终提出以制剂组成、有效刚度和界面性质为依据的初始方法筛选框架。
关键技术方法：研究人员采用顺序纳米沉淀技术制备低/高载药LNPs和PNPs；以4T1小鼠乳腺癌细胞膜为膜源，分别通过挤出和超声法制备NP@CM。主要表征包括透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）、Zeta电位、SDS-PAGE与BCA蛋白定量；以荧光淬灭法测定完全包覆比例；以共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和流式细胞术检测4T1、HT29、SKOV3和RAW264.7细胞摄取；以液体模式原子力显微镜（AFM）测定表观杨氏模量；以动态表面张力（DST）评估表面疏水性；并开展血清稳定性和WST-1细胞毒性实验。细胞系为体外模型，无患者队列。
2.1 实验思路与策略
研究人员假设药物载量可作为预测包覆方法偏好的通用参数，并选取两种美国食品药品监督管理局（FDA）批准的NP平台——LNPs和PNPs，利用顺序纳米沉淀技术构建低（约1%）和高（约40%–50%）BTZ载量的对照模型，以考察相同载量水平是否对应相似的方法偏好。
2.2 可调药物载量NP核的制备与表征
低/高载量制剂的包封效率分别为93.30%、90.50%、95.21%和94.62%，实际载药量分别为0.93%、37.63%、0.95%和48.62%。TEM确认各制剂均呈均匀球形；DLS显示尺寸和Zeta电位随载量变化，证明提高药物载量会改变NPs的理化性质。
2.3 挤出法与超声法制备的NP@CM表征
细胞膜囊泡与NP核心以2:1浓度比混合。TEM可见典型“晕圈”结构，SDS-PAGE证实膜蛋白保留，超声组蛋白条带略浓。DLS显示包覆后粒径增大且多分散指数（PDI）均低于0.2，Zeta电位明显向负值移动。血清稳定性实验显示，低载量核心的超声包覆制剂稳定性更优，高载量核心的挤出包覆制剂稳定性更好。
2.4 挤出法与超声法制备的NP@CM生物学评价
在4T1细胞摄取实验中，低载量体系下超声包覆优于挤出包覆：1%LNP@CM-S较裸NP摄取提高约2倍，1%PNP@CM-S提高约2.3倍；高载量体系下该优势消失，挤出组表现相当或略优。同型靶向实验证实，1%LNP@CM-S对4T1细胞的摄取显著高于HT29（约2.9倍）和SKOV3（约2倍）。巨噬细胞摄取实验中，低载量超声组免疫逃逸更好；高载量下挤出组在50%PNP中降低巨噬细胞摄取，在40%LNP中两者相当。细胞毒性结果与摄取趋势一致。
2.5 挤出法与超声法包覆完整性评价
荧光淬灭测定显示，低载量1%LNP和1%PNP经超声包覆的完全包覆比例分别约为22.6%和16.0%，显著高于挤出组的约12.3%和7.9%；高载量40%LNP则相反，挤出包覆约为11.9%，超声约5.9%；50%PNP两种方法相当。包覆比例低于25%可归因于完整膜包裹的能量需求，但部分包覆仍足以转移膜蛋白并维持同型靶向等功能。
2.6 NP有效刚度对优选包覆方法的作用
AFM显示PNP的表观杨氏模量随药物载量增加而升高。在SNC模型中，硬SNCs经超声包覆后细胞摄取提高3.1倍，完全包覆比例14.2%，均优于挤出组；软SNCs则相反，挤出包覆的完全包覆比例为12.5%，高于超声组的4.9%。因此，在SNC体系内更高有效刚度偏好超声。但有机体系随载量增加仍转向偏好挤出，说明载量相关的界面贡献可超越刚度效应。
2.7 NP表面疏水性对细胞膜包覆偏好的影响
PLGA与PLGA–PEG NPs具有相近的表观杨氏模量，但DST显示PLGA-rich颗粒更疏水。纯PLGA NPs（模拟高载量有机NPs）经挤出包覆后细胞摄取更高；纯PLGA–PEG NPs（模拟低载量有机NPs）经超声包覆后摄取更高，完全包覆比例为15.3%，高于挤出组的8.4%。PNPs的标称疏水质量分数（NHMF）随载量增加从67.0%升至82.9%，LNPs从68.5%升至80.2%。结合SNC与PLGA模型，有机体系中的载量依赖转变沿疏水性方向发生，说明表面疏水性可超越刚度偏好。
讨论总结：硬/软SNC模型将更高有效刚度与超声偏好关联；PLGA/PLGA–PEG模型将更大表面疏水性与挤出偏好关联。有机体系中载量增加同时提高疏水贡献与有效刚度，但方法偏好沿疏水方向转变。该结论依赖各体系内部趋势而非有机NPs与硬SNC间的绝对比较。研究人员提出筛选起点：对动态有机NPs，NHMF约70%或以下先筛查超声法，约80%或以上先筛查挤出法，中间区间两种方法均可；对具有表面稳定壳层的NPs，表观杨氏模量约10 MPa或以下先筛查挤出法，约1 GPa或以上先筛查超声法，中间区间两种方法均可。最终选择仍需以包覆完整性和预期生物学终点为判据。
研究结论翻译：本研究确定了细胞膜包覆中挤出法和超声法相对性能随药物载量变化的转变。对于低载量有机制剂，超声法获得更高的完全包覆比例；在高载量下，挤出法使LNP的完全包覆比例更高，并降低PNP的巨噬细胞摄取，而PNP的完全包覆比例在两种方法间相当。硬SNCs在超声后表现更好，软SNCs在挤出后表现更好，在细胞摄取和完全包覆测定中均如此。互补比较阐明了这种转变的基础：在SNC模型中，更高有效刚度偏好超声；在PLGA/PLGA–PEG模型中，相近表观杨氏模量下更大表面疏水性偏好挤出。有机体系中载量增加后的方法转变沿疏水性相关方向发生，尽管有效刚度增加。因此研究人员得出结论：在本研究涉及的有机体系中，表面疏水性可以超越与刚度相关的方法偏好。组成衍生的NHMF和AFM衍生的表观杨氏模量提供了相应材料类别内方法选择的实用起始参数，最终选择需用包覆完整性和预期生物学结果评估。
